DEN DIGITALA BILDEN…

 

Inledning

Denna artikel skall behandla grunderna för den digitala bilden, jag försöker hålla mig till det allra viktigaste. Min avsikt är att endast beröra det som är väsentligt för ett ”hög kvalitet” fotografi.
Det är för digitala bilder, jämfört med analog fotografi, nya, helt förändrade förhållanden. För att nå bästa resultat med din fotografering samt bildbehandling behöver du förstå varför och hur man bör arbeta. I en del fall kommer jag också föra fram mina personliga inställningar, som kanske avviker. Då är det givetvis – upp till läsaren – huruvida man vill ta del av detta…
I en bok som jag skrev i början av 90-talet (den kom ut 1996) myntade jag följande devis ”Det har inte blivit enklare” med den digitala bilden. Den boken skrevs för professionell teknik inom främst det grafiska området, nu riktar jag mig mer till amatörer, vi som älskar fotografiska bilder. Ordet amatör har som bekant samma ursprung som älskare. Att vara en amatör är att älska det man gör.

   

Grunderna för digital bild.

Den digitala bilden exponeras till en sensor och hur detta sker är egentligen ganska oviktigt, när en bild väl är exponerad till sensorn, är det ingenting där som man kan påverka. Det finns bara ett mycket viktigt ställningstagande: valet mellan formaten JPEG och RAW innan man börjar exponera, vi kommer till detta senare. Men i övrigt är det givetvis som tidigare, allt man tar ställning till och anpassar före sin exponering, det är dessa ställningstaganden som avgör om man får en bildfil som är enkel, att bearbeta, eller som blir mycket svår att ”framkalla”, bildbehandla.

 

Sensorn, den digitala filmen…

Här ovan ett försök att på ett enkelt sätt beskriva hur den digitala bilden exponeras till sensorn.Det genom objektivet samlade ljuset filtreras var för sig till en gemensam enstaka bildpunkt.

Det röda filtret släpper igenom rött ljus och utestänger grönt och blått ljus och så vidare. Kranarna symboliserar den elektroniska funktionen, ljusets energimängd påverkar kranen, öppnar i proportion till sin mängd av ljus. Från vänster kommer en kraftigare elektrisk spänning och den blir nu proportionerlig i enligt med tidigare påverkan. Därefter går dessa spänningar vidare för en omvandling till digital data.


När reflekterat ljus från motivet behandlas elektroniskt, då bearbetas informationen till en digital bildfil. En omvandling av ljus till digital kod, detta kallas AD-omvandling. Den analoga elektriska utsignalen förvandlas till ettor och nollor. Sensorer (både CCD och CMOS) är linjära och eftersom varken vårt öga eller ljuset på bildskärmen är linjärt blir bildens data nu även förändrad genom omräkningar där också färgen ändras i enlighet med den färgrymd som skall gälla för bildfilen.

Bildformat JPEG eller RAW
Ljusets omfång i en RAW bildfil är långt mer informationsrik än vad vårt öga kan uppfatta i en enstaka bild! Detta är inte enkelt att förstå men en kort förklaring är: När det gäller ljusets information från svagt till starkt kan vi skilja på ca 100 till 200 toner av ljus (om exaktheten i detta tvistar de lärde)…Ansel Adams  – 1900-talets utan tvekan främste fotograf – ansåg när det gällde högkvalitetsfotograf att en bild med ett rikt tonomfång borde innehålla ca 90 olika bildtoner.

När vi sedan ser på färger så är ögats funktion (vår egen sensor) avsevärt mer känsligt än den digitala bildinformationen, kan se/skilja på enormt mycket mer information.

 

För att förstå lite mer om ljus och färger i samband med digital bild, se om detta i avsnittet om histogram på: http://www.cambridgeincolour.com/tutorials/histograms2.htm

På denna webbsida finns det avsevärt mer fördjupande artiklar för digital bildteknik än vad denna artikel innehåller. Där finns så mycket information så att jag tror den kan i en del fall bli mer förvirrande än saklig. Missuppfatta detta rätt! Det finns inga fel men klarar vi att hålla samman och isär all denna information…

Tonomfång
Bilder som tagits med en digital kamera kan ha ett betydligt större tonomfång, detta sett i jämförelse med det bästa vi tidigare åstadkommit i det gamla analoga mörkrummet. Men för att nå sin fulla potential måste filer i RAW format behandlas korrekt, detta innebär att ändra standardinställningarna för kameran och absolut ej använda JPEG filformat.

 


För att tydliggöra vikten av att arbeta med 16 bits bildbehandling (detta sker automatiskt i Lightroom men för Photoshop måste man ställa in) så se nedanstående bild som visar vad som sker vid respektive 8 och 16 bits bearbetning.   Använd RAW bildformat och helst, konvertera och redigera bilder med bitdjup 16 (48-bitars färg eller 16-bitars svartvit). Justera tonomfångets placering globalt och lokalt med ”icke förstörande” bildbehandlingsverktyg!
 
Det är inte så enkelt att se… Men i den övre delen finns det skiftningar, ränder som ej framträder i den undre delen. Du kan även prova själv. Starta ett nytt dokument i Photoshop, välj enligt bilden här under. Använd verktyget övertoning och gör en tonskala från svart till vitt.   Bearbeta sedan med en kurva enligt den inklippta bilden. Gör en ytterligare bild i 8 bits format och jämför sedan dessa båda bilder. Då framträder skillnaden kanske tydligare än här. Prova även med verktyget ”Ljus/Kontrast” då kan man se hur ränder uppträder när man ställer in kontrast eller ljus.
RAW större omfång

När du använder format RAW kan du också utnyttja din kameras ”gömda dynamiska omfång”, du kommer åt toner som förloras när bilderna består av ett JPEG filformat, detta format som i vissa fall är gällande standard för en del digitalkameror. JPEG är ett icke förstörande komprimerat format som använder en liten mängd information för att uppnå en stor besparing i data. Det innehåller också mindre information än en RAW bildfil. Men det är inte denna förlust av information som betyder mest. Det är förlusten av tonomfångets nivåer som förloras när sensorns information omvandlas till en 24-bitars färgfilformat. Bildsensorers information har i regel ett bitdjup av 12, har 4096 nivåer (möjliga bildtoner). Standard 24-bitars färg filer har bara bitdjup 8, 3 x 256 nivåer (256 nivåer av rött, grönt och blått). Att fullt förstå denna matematik är inte nödvändigt, men det är en enorm skillnad mellan 256 och 4096 nivåer.

  Det kan man lätt förstå – det mest betydelsefulla är dock att på bästa sätt bildbehandla detta omfång – omvandla ned till 24 bitars färg (över 16 miljoner olika färger). Rätt använda, är dessa färger tillräckliga, och varken bildskärmen eller skrivaren kan använda mer än dessa 3×8 (24 bitars färgdjup). Varje färgkanal R, G och B har alltså tillgång till 256 tonsteg och då tillsammans just de 16 miljoner färger som nämndes här ovan. Tabellen här nedan har jag hämtat från Norman Korens webbsida. Han har uttryckligen givit tillstånd, att för icke kommersiellt bruk reproducera från sin sida:

http://www.normankoren.com

Denna webbsida var väldigt tidigt (den digitala bildens historia är ju mycket kort) den mest uttömmande och studera gärna olika avsnitt där men var beredd på att det rör sig på mycket höga nivåer…

OBS, i tabellen (lite överkurs) används en egentligen felaktig zonangivelse, i Ansel Adams zonsystem anges zonerna från 0-10 där absolut svart är noll. Detta har här ingen signifikant betydelse… Vad som är mest viktigt, försök förstå hur nivåerna är placerade (implementerade) i RAW filformat.

Som ett stöd för att förstå viktigare delar i tabellen, en bild här nedan som visar 7 exponeringar med ett stegs (EV) skillnad. Bilderna är en reproduktion av en utskrift som bl.a. bygger på zonsystemet men detta saknar i princip betydelse. Det handlar här enbart att se skillnader. Så här ser bilderna ut när den importeras i Lightroom.

Nästa bild (under) är samma bilder efter automatisk normalisering i Lightroom.

 

Utan att gå djupare in på detta ”experiment” så visas det en mycket tydlig förändring av främst skuggorna. Om vi ser mittbilden som en ”normal” exponering så är det endast den sista bilden nr 7 t.h. som har tappat information, där är det ljusa partiet ”klippt” innehåller till den större delen vitt utan annan information. Den högra bilden är ca 3 EV (steg) överexponerad.

 
Denna bild visar storleken på det klippta området (angivet med rött) och bilden till höger visar hur det har återställts med verktyget ”Återställning” i Lightroom.
  En del påstår att man ej skall använda detta verktyg över huvud taget…
Min personliga inställning är att verktygen ”Återställning och Fyllnadsljus”är mycket användbara, detta i synnerhet för svartvita bilder! Följande gäller för dessa verktyg, återställningen avser att dämpa ned allt för ljusa högdagrar och kan även återställa helt klippta högdagrar. Kanalen rött är alltid det ljus som klipps först – återställningen använder sig av kvarvarande ljus, toner i kanal grön och blå. Använder denna information för att återställa till en ganska färgfattig ljus gråton (det finns t.ex. sällan rött ljus i moln). Verktyget ”Fyllnadsljus” gäller för att lätta upp skuggor. Prova att dra ned skuggorna till en otänkbar nivå med verktyget ”Svärta” – skuggorna blir nu sotiga – allt för svarta.   Lätta nu upp med ”Fyllnadsljus” och se hur skuggorna jämnas ut, blir mjukare. I princip är fyllnadsljus en mask som håller för högdagrar och påverkar skuggor samt mellantoner. En varning! Driv inte detta för långt med äldre versioner av Lightroom, från version 3 är det inga problem. Och helt självklart skall man i första hand justera med verktygen ”Exponering” och ”Svärta”. För att förstärka mina påståenden så har skaparen Thomas Knoll sagt att just det som ovan beskrivits är grundidén för användningen av de två verktygen…

Det finns alltid många olika sanningar…

En mycket ofta framhållen regel är att man skall exponera så att man håller histogrammets ljusa delar så långt till höger som möjligt. Detta innebär som regel en överexponering. Den tidigare ”7 stegen bilden” visade att det som först försvinner är just högdagrar. I bild 6 med 2 steg överexponering finns de nätt och jämnt kvar.

Tanken är att flytta upp ljus – mot högdagersidan – så att mycket information som möjligt skall placeras till det i RAW bildformat implementerade område med flest nivåer, se i den tidigare tabellen. Följande bild ger en mer förenklad och kanske tydligare uppfattning om hur nivåerna finns i RAW formatet.

  Nedanstående bild är en exponeringsserie där hela omfånget på RAW har utnyttjats. Det är ett stegs exponering mellan var bild. De röda strecken visar varifrån respektive större bild kommer.Den andra exponeringen – underexponerad med 6 steg – har kvar ovanligt mycket information…I den övre gråskalan visas hur många nivåer det finns i varje område av RAW tonomfång. I princip är RAW format implementerat så att halva tonomfånget används till högdagrar och sedan finns det två områden till mellantoner, 512 samt 1024 nivåer. Det är endast de tre minsta områdena som används för skuggor.